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1、电动助力转向系统的建模与仿真技术第37卷第l期2007年1月吉林大学(工学版)JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)Vo1.37N0.1Jan.2007电动助力转向系统的建模与仿真技术施国标,申荣卫.,林逸(1.北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081}2.邢台职业技术学院汽车系,河北邢台054035)摘要:概述了电动助力转向系统(EPS)的结构和工作原理,并介绍了电动助力转向系统助力特性的设计方法.在分析了电动助力转向
2、系统各组成部分数学模型的基础上,构建了基于Simulink的电动助力转向系统仿真模型.采用了PID和直流斩波控制策略对电动机目标电流进行闭环跟踪控制.仿真结果表明:所设计的助力特性较好地协调了转向轻便性和路感之间的矛盾,同时,电动机实际电流较好地跟踪了目标电流,从而验证了控制策略的有效性.关键词:车辆工程;电动助力转向;助力特性;建模;仿真中图分类号:U461.4文献标识码:A文章编号:1671-5497(2007)01-0031-06Modelingandsimulationofelectricpow
3、ersteeringsystemShiGuo—biao,ShenRong-wei,LinYi(1.SchoolofMechanicalandVehicleEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081China;2.DepartmentofAutomobile,XingtaiVocationalandTechnicalCollege,Xingtai054035,China)Abstract:Thestructureandworkingprin
4、cipleoftheelectricpowersteering(EPS)systemweresummarizedandthedesignmethodoftheassistancecharacteristicoftheEPSsystemwasintroduced.FromtheanalysisofthemathematicalmodelsofthecomponentmodulesoftheEPSsystemasimulationmodelbasedonSimulinkwasbuilt.Theclose—l
5、oopcontrolstrategiesofPIDandPWMwereadoptedtocontrolthetargetcurrentofthemotorOftheEPSsystem.Thesimulationresultsshowthatthedesignedassistancecharacteristicalleviatesthecontradictionbetweenthesteeringagilityandtheroadfeel,andtheactualcurrentofthemotorfoll
6、owspreciselythetargetcurrent,provingthevalidityofthecontrolstrategy.Keywords:vehicleengineering#electricpowersteering(EPS);assistancecharacteristic;modeling;Siml】1ation电动助力转向系统的开发一般包括系统总体设计,建模仿真,试验台试验,实车试验,性能优化等环节_1].其中,建模仿真的任务主要是用数学分析的方法建立电动助力转向系统各组成部分的
7、数学模型,然后利用仿真软件建立整个系统的仿真模型.通过仿真分析,可以初步完成系统的设计,减少开发成本,加快开发进程.作者开发了基于Simulink的电动助力转向仿真模型,为便于仿真,引入了驾驶员模型模拟驾驶员的操作.利用该模型可进行电动助力转向系统的稳定性分析,助力特性研究以及控制策略的验证等重要工作,初步完成电动助力转向系统的匹配设计和基本控制参数的标定,为以后控制器的开发,试验台试验和实车试验打下基础.收稿日期:2006—03—16.基金项目:北京市科学技术委员会项目(D03050020401l1)
8、.作者简介:施国标(1972一),男,讲师,博士.研究方向:车辆系统动力学与电子控制.E—mail:sgb@bit.edu.cn?32?吉林大学(工学版)第37卷1系统的结构和工作原理图1为转向轴助力式电动助力转向系统的结构简图.该系统由机械转向系统,转向盘转矩传感器,车速传感器,电流传感器,控制器,助力电动机及减速机构等组成.图1电动助力转向系统结构简图Fig.1SchematicdiagramofEPS转向盘转矩传感器安装在转向轴上,用
